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[“湘益”牌茯砖茶真菌的分离及鉴定研究] 湘益茯砖茶

发布时间:2019-02-24 03:56:33 影响了:

  摘要:采用平板梯度稀释法对金湘益特制礼品茯砖茶中真菌进行了分离纯化和计数,获得2301、2401、3302、4304、5402等5种类型真菌,其中5402为优势菌,每克茶样中含量达4.98×106个,其余为非优势菌,数目相对较少。运用18S rDNA片段序列进行同源比对,结合形态学鉴定方法对其进行鉴定,表明菌株2301为产紫青霉(Penicillium purpurogenum)、2401为产黄青霉(P. chrysogenum)、3302 为青霉(Penicillium sp.)、4304 为酱油曲霉(Aspergillus sojae)、5402 为蜡叶散囊菌(Eurotium herbariorum)。
  关键词:“湘益”牌茯砖茶;真菌分离;18S rDNA同源比对;形态学特征;菌种鉴定
  中图分类号:TS272.5+4;Q949.32文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2011)09-1765-05
  
  A Preliminary Research on Separation and Identification of the Fungi form
  XIANG-YI Fuzhuan Tea
  
  LIU Shi-quan1,2,ZHAO Yun-lin1,2,LEI Cun-xi1,DONG Meng1,PENG Xiao-yun1,ZHOU Xiao-mei1
  (1. Department of Chemistry and Environment Engineering, Hunan City University,Yiyang 413000, Hunan, China;
  2. College of Biology and Technology, Hunan Agricultural University,Changsha 410128, China)
  
  Abstract: The fungi on XIANG-YI Fuzhuan tea were separated and purified through gradient dilution method, and then identified based on morphological characteristics and the result of sequences alignment of 18S rDNA. Five strains,2301, 2401, 3302, 4304 and 5402, were obtained. Among those 5402 was the dominant bacteria, as its density reached 4.98×106 ind/g of dried tea. 2301, 2401, 3302, 4304 and 5402 were identified as Penicillium purpurogenum, P. chrysogenum, Penicillium sp., Aspergillus sojae and Eurotium herbariorum respectively.
  Key words: XIANG-YI Fuzhuan tea; separation of fungi; sequences alignment of 18S rDNA; morphological characteristics; identification of fungi
  茯砖茶,是古老茶类黑茶中的高档品种,据《明史・茶法》记载,早在明嘉靖三年即公元1524年前,茯砖茶就被规定为运往西北供少数民族所需的官茶。茯砖茶与绿茶、红茶比较,绿茶属非发酵茶,红茶属半发酵茶,而茯砖茶属于完全发酵茶,其加工工艺独特,独具菌花香[1,2]。传统的特制茯砖茶已有500年的生产历史;茯砖茶呈金黄色颗粒(俗称“金花”),经中外科学家分析鉴定,具有极强地分解油腻、消食、调节人体脂肪代谢的功能,特别适应于饮食结构中以奶肉类为主的人们饮用[3]。
  湖南省益阳茶厂有限公司生产的“湘益”牌系列产品质量稳定可靠、品质优良,在国内同行业中处于领先地位。“湘益”牌系列茯砖茶是具有浓郁地方特色的黑茶种类之一,是选用优质茶叶为原料,经科学配方、精制加工而成。其外形整齐如砖片,内质金花普茂,菌香浓郁,开汤后汤色红浓、滋味醇厚、香气纯正,具有消食健胃的显著效果,深受新疆、青海、甘肃、西藏等省、自治区广大消费者的喜爱。为促进“湘益”牌系列茯砖茶发酵关键技术的突破,本研究选用金湘益(“湘益”牌系列产品之一)特制礼品茯砖茶就其微生物种类进行鉴定研究,以期为益阳黑茶发酵关键技术控制奠定坚实的基础。
  1材料与方法
  1.1材料与仪器
  2007年产金湘益特制礼品茯砖茶,采用平板梯度稀释法分离获得的真菌。
  培养基:改良PDA培养基(加1%茶汁)、查氏培养基、麦芽汁培养基、查氏酵母膏培养基、20%蔗糖查氏培养基、40%蔗糖麦芽汁培养基。
  主要仪器:微型植物粉碎机、超净工作台、电热恒温培养箱、冰箱、数码显微镜、电子天平、高压灭菌锅等。
  1.2方法
  1.2.1真菌分离与计数用电子天平准确称取1.000 0 g金湘益特制礼品茯砖茶100目过筛粉碎样品,定容至10 mL,配成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5各10 mL,取10-3、10-4、10-5等3个梯度各0.5 mL用改良PDA培养基涂布平板,超净台上吹干,将平板置于25℃培养7 d,每个梯度重复3次,统计其出现真菌类型和数目,挑取不同类型的真菌单菌落于改良PDA培养基平板划线分离纯化,斜面管4℃保存,用于分子鉴定和形态学鉴定。每克茶样真菌数目计算公式为:N=(菌落数÷稀释倍数)×20。
  1.2.2分子鉴定采用18S rDNA通用引物,用PCR方法获得18S rDNA片段后进行测序(由上海英骏生物技术有限公司完成),将得到的碱基序列通过因特网在GenBank等国际核酸序列数据库内进行同源序列搜索,找出对应菌株与数据库中同源性最高的模式菌株或保藏于ATCC或DSM等国际菌种保藏中心的菌株[4]。
  1.2.3平板形态特征鉴定平板上菌落形态观察运用点植法,将接种针经火焰灭菌并待冷却后,从斜面上挑取少量菌体,接种于相应平板的中间位置,将平板置于25 ℃培养7~14 d,观察菌落特征[5-7]。
  1.2.4显微形态特征鉴定用解剖针从培养皿的菌落上挑取少量菌体,置载玻片的水滴中,加盖盖玻片,于显微镜下观察其形态特征[5-7]。
  1.2.5菌株聚类分析运用Clustalw软件对获得的菌株进行聚类分析。
  2结果与分析
  2.1真菌分离与计数
  用改良PDA培养基涂布平板25 ℃培养7 d,发现其出现真菌类型主要有5种,编号分别为2301、2401、3302、4304、5402(以这5个编号作为相应的菌株编号),对其进行计数统计,同时分别挑取这5种代表性菌落进行纯培养用于后续的分子和形态学鉴定试验。
  由表1可知,5402型真菌为金湘益特制礼品茯砖茶的优势真菌,每克茶样中数目达4.98×106个,2301、2401、3302、4304型真菌为非优势真菌,较5402相差较明显。由于2301、2401、3302、4304类型出现菌落数目较少,用平板梯度稀释法分离计数具有很大的误差,但这些类型的菌落存在数量是相当可观的,说明它们在黑茶发酵中的作用和地位是不容忽视的,因此,我们对其进行分子和形态学鉴定研究,以便进一步了解黑茶发酵中的微生物作用。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文   2.2分子鉴定
  获得18S rDNA片段后进行测序,将得到的碱基序列通过因特网在GenBank等国际核酸序列数据库内进行同源序列搜索,比对结果如下:
  菌株2301与产紫青霉(Penicillium purpurogenum)及疣孢青霉(Penicillium verruculosum)具有最高同源性,达99.9%;菌株2401与光孢青霉(Penicillium glabrum)、产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、爪哇正青霉(Eupenicillium javanicum)及Eupenicillium limosum具有最高同源性,达99.9%;菌株3302与Paecilomyces pascua、 Sagenomella qriseoviridis、多变拟青霉(Paecilomyces variotii)、Byssochlamys zollorniae、黄丝衣霉(Byssochlamys fulva)、Penicillium purpurogenum及青霉(Penicillium sp.)具有最高同源性,达99.9%;菌株4304与黄曲霉(Aspergillus flavus)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)及酱油曲霉(Aspergillus sojae)具有最高同源性,达100.0%;菌株5402与蜡叶散囊菌(Eurotium herbariorum)、赤散囊菌(Eurotium rubrum)及灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)具有最高同源性,达99.8%。
  2.3平板形态特征鉴定
  菌株2301在查氏琼脂平板上菌落培养7 d,直径约1.3 cm,平坦有几道同心环纹,质地绒状,培养12 d,分生孢子结构大量产生,分生孢子面暗灰绿色,菌丝体橘黄色,反面橘红色,可溶性色素类似较淡的反面颜色且显著突出(图1)。在麦芽汁琼脂平板上菌落培养7 d,直径约3.0 cm,平坦,有放射状短纹,质地绒状或兼有轻微絮状,分生孢子结构大量产生,分生孢子面暗蓝绿色,菌丝体淡黄色,反面红褐色(图1)。在查氏酵母膏琼脂平板上菌落培养7 d,直径约1.8 cm,平坦,中心有脐状突起而其他部位平坦,质地绒状,分生孢子结构大量产生,分生孢子面暗灰绿色,菌丝体淡黄色,反面暗红色(图1)。
  菌株2401在查氏琼脂平板上菌落培养7 d,直径约2.0 cm,中间有脐状突起,有沟纹,质地呈显著的绒状,分生孢子面蓝绿色,菌丝体微黄色,反面黄褐色,可溶性色素显著,类似反面稍淡的颜色(图2)。在麦芽汁琼脂平板上菌落培养7 d,直径3.5~4.5 cm,有少量放射状皱纹,质地绒状或兼有轻微絮状,分生孢子面带微灰蓝绿色,在中部面近淡灰橄榄色,反面带红褐色(图2)。在查氏酵母膏琼脂平板上菌落培养7 d,直径2.5~3.0 cm,质地绒状或兼有轻微絮状,分生孢子面微灰淡蓝绿色,菌丝体微黄色,反面黄褐色,可溶性色素淡黄色(图2)。
  菌株3302在查氏琼脂平板上菌落培养7 d,直径2.5~3.0 cm,平坦,质地绒状兼轻微絮状,分生孢子结构较多,分生孢子面暗绿色,菌丝体粉色,反面杏黄色(图3)。在查氏酵母膏平板琼脂上菌落培养7 d,直径2.0~3.0 cm,平坦,质地绒状兼絮状,分生孢子结构较多,分生孢子面灰绿色,反面橘黄色(图3)。在20%蔗糖查氏琼脂平板上菌落培养7 d,直径1.5~3.0 cm,平坦,质地绒状兼絮状,分生孢子结构灰绿色,有白色菌丝环绕,反面浅绿色(图3)。
  菌株4304在查氏琼脂上菌落培养7 d,直径约3.5 cm,质地丝绒状,中部稍现絮状,具不明显的沟纹,颜色初为黄绿色,而后变深,菌落反面微褐色,老化后产黄绿色色素(图4)。在麦芽汁琼脂平板上菌落培养7 d,直径约6.0 cm,质地丝绒状,絮状,暗草绿色,反面无色(图4)。在查氏酵母膏琼脂平板上菌落培养7 d,直径约5.0 cm,质地丝绒状,中部有气生菌丝,具辐射状的沟纹,颜色为草绿色,反面无色至粉红色(图4)。
  菌株5402在查氏琼脂平板上菌落培养7 d,直径0.5~1.2 cm,平坦,分生孢子结构少,灰绿色,闭囊壳较多,黄色,反面棕褐色,产黑褐色色素(图5)。在20%蔗糖查氏琼脂平板上菌落培养7 d,直径约2.0 cm,平坦或具皱纹,黄褐色,分生孢子结构灰绿色,闭囊壳大量形成,有橙褐色菌丝环绕,反面棕黄色(图5)。在40%蔗糖麦芽汁琼脂平板上菌落生长迅速,培养7 d,直径约5.0 cm,气生菌丝明显,分生孢子结构较多,呈灰绿色,反面带橙褐色(图5)。
  2.4显微形态鉴定
  菌株2301:分生孢子梗茎(80.0~250.0)μm×(2.5~3.2)μm,短平滑,顶端通常膨大;帚状枝双轮生,偶有三轮生或单轮生,彼此紧贴而近于平行;梗茎每轮4~8个,(9.0~13.0)μm×(2.5~3.0)μm;瓶梗每轮4~6个,披针形,梗颈明显;分生孢子呈现椭圆形,充分成熟时部分呈现近球形,(2.8~3.5)μm×(2.2~3.0)μm,壁平滑(图6)。
  菌株2401:帚状枝三轮生,少量双轮生,彼此稍叉开或叉开;副枝1~2个,(12.0~20.0)μm×(2.5~3.4)μm;梗基每轮2~5个,(10.0~13.0)μm×(2.5~3.0)μm;瓶梗每轮4~8个,(7.0~9.0)μm×(2.0~2.5)μm,瓶状;分生孢子呈现椭圆形或近球形,(3.0~3.5) μm×(2.5~3.0)μm,壁平滑(图6)。
  菌株3302:帚状枝双轮生,偶有三轮生或单轮生,彼此通常稍叉开,也有紧贴近于平行者;梗基每轮5~9个,(9.0~14.0)μm×(2.0~2.7)μm;瓶梗每轮4~8个,(8.0~12.0)μm×(1.0~2.5)μm,披针形,梗颈短;分生孢子呈现球形或近球形,2.5~3.5 μm,呈小疣状粗糙(图6)。
  菌株4304:分生孢子幼时为球形,后成辐射形,分生孢子梗茎(140.0~700.0)μm×(4.8~11.0)μm,壁近于光滑或有时在顶囊处现粗糙,顶囊近球形,小者棒形,13~41 μm,产孢结构单层,分生孢子球形或近球形,4.2~6.0 μm,具粗疏小刺(图6)。
  菌株5402:闭囊壳球形或近球形,12~16 μm,子囊孢子双凸镜形,(6~8)μm×(4~6)μm,“赤道”部分具明显但较浅的沟,两侧有脊,凸面光滑(图6)。
  2.5聚类结果分析
  对获得的5株菌株的18S rDNA序列进行聚类分析,结果表明它们与优势菌的种间有一定差异(图7)。
  3结论与讨论
  结合18S rDNA片段的序列和形态学鉴定结果,经广东省微生物分析检测中心鉴定(粤微检(2009)ZD0398号)确认:
  菌株2301的18S rDNA序列与Penicillium purpurogenum同源性高达99.9%,其形态特征与Penicillium purpurogenum最相似。菌株2401的18S rDNA序列与Penicillium chrysogenum同源性高达99.9%,其形态特征与Penicillium chrysogenum最相似。菌株3302的18S rDNA序列与Penicillium sp.同源性高达99.9%,其形态特征与Penicillium sp.最相似。菌株4304的18S rDNA序列与Aspergillus sojae同源性高达100.0%;其形态特征与Aspergillus sojae最相似。菌株5402的18S rDNA序列与Eurotium herbariorum同源性高达99.8%,其形态特征与Eurotium herbariorum最相似。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文   本研究采用改良PDA培养基,对2007年产金湘益特制礼品茯砖茶,采用平板梯度稀释法分离获得的真菌2301、2401、3302、4304、5402,运用分子和形态学鉴定相结合的方法对其进行了种的鉴定。
  首先,从中分离的优势菌经我们鉴定为蜡叶散囊菌,与传统认为的冠突散囊菌(Eurotium cristatum)[1,2]有差异,可能是由于我们对优势菌的挑取只是随机选择一个单菌落,而蜡叶散囊菌和冠突散囊菌属于相近的真菌种,Eurotium cristatum 18S rDNA登录号AB002073.1,与Eurotium herbariorum 18S rDNA相似度为99%,我们重复了培养结果,与湖南农业大学分离的冠突散囊菌生长比较,在PDA培养基上生长的菌落形态特征基本上不能区分,故有可能存在较大的误差。当然,也有可能是不同茯砖茶种类中,其优势菌本身就存在差异,是散囊菌的生理小种或变异种,这有待进一步的研究。由于不同茯砖茶种类中优势菌存在差异,说明很有必要对不同茯砖茶种类进行比较研究,建立黑茶优势菌种质资源库,以期更好地提升黑茶品质,发挥黑茶应有的作用。
  另外,我们用平板梯度稀释法也分离到了2301、2401、3302、4304等非优势菌,它们分别属于不同的青霉属和曲霉属,对其18S rDNA序列进行聚类分析,也表明它们与优势菌的种间有一定差异。尽管我们在挑取单菌落进行分离纯化存在偶然性,但它们在黑茶发酵中是普遍存在的,因为我们3次重复都能找到类似特征菌落。这从另外一方面也说明了黑茶发酵中微生物是一个多菌株种类、协同作用的结果,有必要从微生物生态系统角度对黑茶深入进行,通过对黑茶发酵环境微生物群落的种群结构和多样性进行深入探查并研究其动态变化,可以为优化黑茶发酵群落结构、调节群落功能和发现新的重要微生物功能类群提供可靠的依据。
  参考文献:
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